??????? 三、工藝設計過程中對傳統(tǒng)工藝過程的優(yōu)化設計
??????? 傳統(tǒng)工藝裝置中主要存在的問題有,計量誤差大、反應效率低、消耗能耗高、系統(tǒng)整體密封性能差腐蝕嚴重、安全環(huán)保保障能力差、安全環(huán)保處于非受控狀態(tài)等。針對存在的問題,我們從工藝設置和裝備技術上進行了有益的嘗試,取得了較好的效果。
??????? (1)AHF生產對原料的計量精度要求較高,它對反應狀況和最終的原料消耗有著至關重要的影響,國內現有一般裝置計量系統(tǒng)流程長且誤差大,這也是傳統(tǒng)裝置消耗較高的原因之一。采用高精度粉體計量儀和流體計量儀表,利用計算機進行原料的配比控制和跟蹤調節(jié)控制,有效提高了原料的計量和配比準確性及轉化率,計量控制流程簡單,且運行的可靠性和保障性更高。
??????? (2)轉爐是AHF工藝生產的核心主體設備,它的運行狀況直接關系到反應的最終狀況和整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)。AHF工藝生產過程中,整個系統(tǒng)處于微負壓狀態(tài),系統(tǒng)運行平穩(wěn)和正常是安全環(huán)保的基本保障。工藝裝置的整體密封性能和工藝過程的清潔生產程度直接影響系統(tǒng)的平穩(wěn)和正常。從提高工藝裝置的整體密封性能入手,我們在強調設備和管路的密封外,更注重AHF主反應裝置轉爐的整體密封性能。在轉爐密封(爐體、熱風夾套前后端)、進料方式、傳動設置、給熱分布等進行不斷的改進和革新,使轉爐的整體性能和技術含量大為提高。氟化氫反應內返料技術作為一種有效解決反應爐腐蝕和改善反應狀況的實用技術,長期以來一直受到行業(yè)同仁的高度關注。通過部分反應渣的返回,使CaF2、CaSO4、H2SO4形成適宜的固液比,有效地分散粘稠狀態(tài)的反應物料,減少粘稠狀態(tài)物料的粘壁和對爐體的腐蝕;由于尾渣返回的過程中還攜帶了一定的熱量,在與物料的混合接觸中引發(fā)迅速的反應,縮短了反應時間從而相應延長了物料在爐內的停留時間,提高了轉爐的反應效率和熱利用率,轉爐單體產能增大;在返回的尾渣中殘余的未完全反應物料可繼續(xù)參與反應,使得原料的轉化率進一步提高,原料消耗得以降低。在反應爐的給熱方式上,將熱量最大限度地集中于轉爐的主反應區(qū)域,充分保證反應所需熱量,使反應更充分、更完全,熱能的利用更科學、更合理。轉爐前后端機械密封采用新材料和新的結構形式,密封性能大為提高,從而使系統(tǒng)的整體密封進一步改善,為系統(tǒng)的平穩(wěn)運行和腐蝕減輕提供了保障。
??????? (3)采用硫酸洗滌循環(huán)工藝,有效提高HF預凈化系統(tǒng)的分離能力;傳統(tǒng)生產工藝中沒有硫酸的強制洗滌過程,造成后續(xù)系統(tǒng)污染嚴重,易使系統(tǒng)形成周期性的堵塞,造成泄漏污染環(huán)境,操作人員勞動強度加大,操作環(huán)境惡劣。硫酸洗滌循環(huán)工藝的采用有效減輕了上述問題,通過強制洗滌過程有效去除了粗HF氣體中的雜質,使最終產品質量大為提高。
??????? (4)優(yōu)化預凈化系統(tǒng)的工藝控制過程,采用適宜的溫度梯度控制和粗酸成分控制;控制好粗酸成分、系統(tǒng)返酸成分和返酸量,提高工藝系統(tǒng)的穩(wěn)定性,減小波動。
??????? (5)科學、合理對系統(tǒng)的能耗進行配置并綜合利用,盡可能利用系統(tǒng)內能耗進行平衡轉化并采用廉價能源,最大限度地節(jié)省能耗。具體措施有:降低粗HF氣體進入洗滌塔溫度或采用二級洗滌凈化,提高凈化效果;采用常溫水作為一級冷卻介質;熱煙氣余熱再利用可作精制系統(tǒng)的加熱介質等。
??????? (6)加強廢氣的吸收和凈化,廢水處理達標排放;含氟尾氣通過硫酸吸收裝置進行強制循環(huán)吸收,并采用三級水洗和一級堿洗可完全實現達標排放,廢水經過中和和除氟處理達標排放,反應渣尾氣經處理達標排放。特別加強生產過程中的無組織污染排放的預防、控制和處理,有效保障環(huán)保達標受控。
??????? (7)裝置設置全系統(tǒng)、全在線、多點位的負壓監(jiān)測系統(tǒng),適時在線對工藝系統(tǒng)的運行狀況進行監(jiān)控,發(fā)現問題及時進行調整和處理,系統(tǒng)處于有效的控制狀態(tài)下,杜絕了工藝系統(tǒng)的波動和失壓(負壓)狀態(tài)下造成的環(huán)境污染事故。
??????? 在近年來的成套AHF工藝技術實踐中,我們借鑒和吸收了國外同類型裝置的先進經驗,結合國內大型裝置的實際情況和控制特點,不斷總結,不斷優(yōu)化,開發(fā)了既有較先進的控制水平,又有較高的投入產出比,特別是在安全環(huán)保性能、綜合經濟技術指標上優(yōu)于現有一般AHF工藝裝置的工藝技術。在國內的數套萬噸級AHF裝置工藝技術實踐中,均取得了較為理想的效果。裝置的節(jié)能減排效果顯著,綜合經濟技術指標優(yōu)于一般裝置,基本實現污染的零排放。
??????????? 提高工藝裝置的安全環(huán)保水平,實現節(jié)能減排,將會是我們氟化工企業(yè)必須長期面對的一個課題。只有不斷推進工藝技術、裝備技術和工藝控制技術的進步,裝置的安全環(huán)保和節(jié)能減排水平才能不斷提高。我們愿與行業(yè)同仁一道,為我國AHF裝置工藝技術的進步和安全環(huán)保水平的提高共同努力。
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